Urban Design Principles for the Adaptation to Climate Change in Cold Climate Cities

Year 2024, Volume: 29 Issue: 51, 90 - 99, 30.06.2024

Özlem Nur Samancı , Süleyman Toy

https://doi.org/10.17295/ataunidcd.1453087

Abstract

Although cities cover 2% of the earth's surface, their impact on climate change and vulnerability to climate change-related hazards and risks are high. The effects of climate change vary depending on geographical areas and characteristics of living spaces around the world. In this regard, the effects of climate change are clearly seen in urban areas, which are classified as cold climate cities. Since the cities are the places which both have impacts on and are affected by climate change it is necessary to conduct scientific studies which can serve as a basis for planning, design and application practices to both mitigate the effects of the urban factors causing climate change and adapt to the effects of climate change. The aim of this study is to provide literature-based information about the climate hazards and risks, which become evident in cold climate cities, and to reveal the principles of urban design approaches to mitigate and adapt to the effects of climate change in cities. As the result of the study, it was revealed that mitigation and adaptation to climate hazards and risks can be possible through spatial planning and design in cold climate cities. Factors coming forth and the topics evaluated in terms of climate adaptive urban planning and design in cold climate cities can be classified as follows, efficient benefiting from sunshine duration and solar radiation, use of wind effect to mitigate the effects of air pollution and urban heat islands, management of rain and snow storms, adaptation of the design of urban land use and structures, choosing suitable urban surface covering materials, sustainability of urban vegetation, revising urban transportation systems.

Keywords

Cold climate cities, climate hazards and risks, climate adaptation design

Soğuk İklim Kentlerinde İklim Değişikliğine Uyumlu Kentsel Tasarım İlkeleri

Abstract

Kentler, yeryüzünün %2’sini kaplamasına rağmen iklim değişikliğine etkisi ve iklim değişikliği kaynaklı tehlike ve risklerden etkilenebilirliği yüksek düzeyde olan alanlardır. İklim değişikliğinin etkileri dünya üzerinde coğrafi alanlara ve yaşam alanlarının özelliklerine göre değişmektedir. Bu bakımdan, soğuk iklim kentleri olarak sınıflandırılan kentlerde de iklim değişikliğinin etkileri açık şekilde görülmeye başlamıştır. Kentler iklim değişikliğini etkileyen ve iklim değişikliğinden etkilenen alanlar olması nedeniyle hem iklim değişikliğine etki eden faktörleri azaltmak hem de ortaya çıkan etkilere uyum sağlamak için yapılacak planlama, tasarım ve uygulama çalışmalarına temel olacak bilimsel çalışmalar yapılması gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı, soğuk iklim kentlerinde belirginleşen iklim değişikliği kaynaklı tehlike ve riskler hakkında literatür kaynaklı bilgiler vermek ve kentlerde iklim değişikliğinin etkilerini azaltmak ve uyum sağlamak için kentsel tasarım yaklaşımlarına dair ilkeleri ortaya koymaktır. Çalışma sonucunda, soğuk iklim kentlerinde ortaya çıkan iklim tehlike ve risklerine karşı mekânsal tasarım yoluyla azaltım ve uyum sağlanabileceği görülmüştür. Soğuk iklim kentlerinde iklim değişikliğinin etkilerine uyumlu kentsel planlama ve tasarımda kentlerde öne çıkan faktörlerin; güneşlenme şiddeti ve süresinden etkin yararlanma, rüzgâr etkisinin hava kirliliği ve kentsel ısı adasının etkisini kırmak için kullanılması, kar ve diğer yağış tiplerinin etkisinin yönetimi, kent ve yapıların tasarımının uyumlu hale getirilmesi, kentsel yüzey malzemelerinin seçimi, bitki örtüsünün sürdürülebilirliği ve kentsel ulaşım sistemlerinin yeniden kurgulanması gibi çok çeşitli başlıklarda sınıflandığı görülmektedir.

Keywords

Soğuk iklim kentleri, iklim tehlike ve riskleri, iklime uyumlu tasarım

References

• Akbaba, E. (2022). İklim değişikliğine uyum kapsamında kentsel ısı zarar görebilirliğinin çok boyutlu değerlendirilmesi: Antalya örneği. [Yüksek Lisans Tezi]. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Anonymous. (n.d., December 31). Increasing coastal jurisdictions around permeable surfaces. Horizon Pavers, https://horizonpavers.com/increasing-coastal-jurisdictions-around-permeable-surfaces/
• Arıkan, Y.,& Özsoy, G. (2008). A’dan Z’ye iklim değişikliği başucu rehberi. Bölgesel Çevre Merkezi. 228s, Ankara.
• ARUP. (2019). Cities Alive. https://www.arup.com/perspectives/cities-alive
• Aşanlı, M. (2022, Aralık 12). Geleneksel mimari, yeni sorulara yanıt vermiyor mu? Yeşil Gazete, https://yesilgazete.org/geleneksel-mimari-yeni-sorulara-yanit-vermiyor-mu/
• Aydemir, Ş., & Erkonak Aydemir S. (2004). Kentsel alanların planlanması ve tasarımı, Akademi Kitabevi.
• Berkin, G. (2021). Mimarlıkta malzeme ve detay. Yem Yayınları.
• Bhalla, N. (2015, February 19). World has not woken up to water crisis caused by climate change. Scientific American, https://bit.ly/2ADemlD (19.02.2024).
• Chapman, D., Nilsson K.L., Rizzo A. & Larsson A. (2019). Winter city urbanism: enabling all year connectivity for soft mobility. Int. J. Environ. Res. Public Health, 16(10), 1820. doi:10.3390/ijerph16101820
• Chapman, D., Nilsson, K., Rizzo, A., Larsson, A. (2018). Updating winter: The importance of climate-sensitive urban design for winter settlements. Arct. Yearb. 1, 86–105.
• Clancy, G. (2002). Eastern Cambridge planning study. Commissioned by City of Cambridge, Massachusetts.
• Climate-ADAPT. (2024). Climate change impacts on European cities. https://climate-adapt.eea.europa.eu/en/knowledge/tools/urban-ast/step-0-2
• Coleman, P.J. (2008, February 16). Living in harmony with winter. http://wintercities.com/Resources/Living%20in%20Harmony%20with%20Winter.pdf
• Collymore, P. (1994). The architecture of Ralph Erskine. Academy editions, UK.
• Cook, B. (2018, February 19). Guest post: Climate change is already making droughts worse. Carbon Brief, https://bit.ly/2QozboE; C40 Cities, https://bit.ly/2U7HgyP
• Demircan N., & Toy S. (2018). Turkish urban climate change literature. Atlas International Referred Journal on Social Sciences. 4(10), 809-814.
• Demirtaş, A. (2011). Farklı iklim bölgelerinde otel yapılarının ısıtma ve soğutma yükleri açısından karşılaştırılması. [Yüksek Lisans Tezi]. Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Dursun, D., & Yavaş, M. (2017). Soğuk iklime duyarlı kentsel tasarım yaklaşımları. Journal of the Institute of Science and Technology, 7(2), 269-278.
• Ebrahimabadi, S. (2015). Outdoor comfort in cold climates: integrating microclimate factors in urban design. [Ph.D. Thesis]. Lulea University of Technology, Lulea, Sweden.
• EC. (2013). Adaptation strategies for european cities final report. European Commission, Directorate General for Climate Action.
• Emmanuel, R. (2005). Thermal comfort implications of urbanization in a warm-humid city: The Colombo Metropolitan Region (CMR), Sri Lanka. Building and Environment, 40(12), 1591-1601. http://dx.doi.org/10.1016/j.buildenv.2004.12.004
• Filho, W. L., Icaza, L. E., Neht, A., Klavins, M. & Morgan, E. A. (2018). Coping with the impacts of urban heat islands a literature based study on understanding urban heat vulnerability and the need for resilience in cities in a global climate change context. Journal of Cleaner Production, 171, 1140- 1149.
• Graham, A., Day, J., Bray B., & Mackenzie, S. (2012). Sustainable drainage systems: A guide for local authorities and developers. https://www.wwt.org.uk/uploads/documents/2019-07-22/1563785657-wwt-rspb-sustainable-drainage-systems-guide.pdf
• Henke, M. (2006). Urban winter: applying winter city planning principles to ımprove livability at the University of Winnipeg. Degree of Master of City Planning, Department of City Planning, Faculty of Architecture, University of Manitoba, Canada.
• Hepcan, Ç. C. (2019). Kentlerde iklim değişikliği ile mücadele için yeşil altyapı çözümleri. T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı.
• Hugo, J., & du Plessis, C. (2020). A quantitative analysis of interstitial spaces to improve climate change resilience in Southern African cities. Climate and Development, 12(7), 591–599. https://doi.org/10.1080/17565529.2019.1664379
• Hyde, R. (2012). Bioclimatic housing principles, elements, technologies, part 3. bioclimatic housing: innovative designs for warm climates. Richard Hyde, Nobuyuki Sunaga, Veronica Soebarto, Marcia Agostini Ribeiro, Floriberta Binarti, Lars Junghars, Valario Calderaro, Indrika Rajapaksha, Upendra Rajapaksha. London, 302.
• IPCC. (2018, February 19). Global warming of 1.5 ºC. Intergovernmental panel on climate change. https://www.ipcc.ch/sr15/
• IPCC. (2023). Summary for policymakers. ın: climate change 2023: synthesis report. contribution of working groups I, II and III to the sixth assessment report of the ıntergovernmental panel on climate change. [Core Writing Team, H. Lee & J. Romero (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 1-34, doi: 10.59327/IPCC/AR6-9789291691647.001
• Karaca, Ü. B. (2019). Kentsel ısı adası oluşumunda kentsel yüzeylerin etkileri. İklim değişikliği ve kentler -yapısal çevre ve yeşil alanlar, Aksoy, Y., 495-510, Dakam Yayınları.
• Karagöz, D. & Yılmaz, A. (2016) İklime duyarlı kentsel tasarım parametrelerinin soğuk iklim koşulları açısından irdelenmesi, International Winter Cities Symposium, 10-12 February, Erzurum.
• Karakurt Tosun, E. (2013). Sürdürülebilir kentsel gelişim sürecinde kompakt kent modelinin analizi. Yönetim ve Ekonomi, 20(1), 31-46. Kaya, Y. (2018). İklim değişikliğine karşı kentsel kırılganlık: İstanbul için bir değerlendirme. International Journal of Social Inquiry, 11(2), 219-257.
• Kun, F. (2005). Turizm amaçlı yapıların iklimle dengeli tasarımı kapsamında soğutma yükü açısından değerlendirilmesi (Kuşadası örneği), [Yüksek Lisans Tezi]. YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Lang, J. (2005). Urban design: A typology of procedures and products ıllustrated with over 50 case studies, UK.
• Mora, C. vd. (2017, February 19). Deadly heat waves becoming more common due to climate change. CNN, https://cnn.it/2mYSQ0V
• NASA. (n.d., February 19). Glaciers. https://go.nasa.gov/1PmZ0kW
• NOAA. (2018, February 19). Is climate change making hurricanes worse?, The Guardian, https://bit.ly/2MltioN
• Nowak, D.J. & Dwyer, J.F. (2007). Understanding the benefits and costs of urban forest ecosystems. In: Kuser, J.E. (eds) Urban and Community Forestry in the Northeast. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-4289-8_2
• Nuruzzaman, M. (2015). Urban heat island: Causes, effects and mitigation measures-a review. International Journal of Environmental Monitoring and Analysis, 3(2), 67-73.
• Pressman, N. (1989). Final report, UN/ECE research colloquium on human settlements in harsh living conditions. Habitat Int., 13, 127–137.
• Pressman, N. (1995). Northern cityscape; winter cities association: Michigan, USA.
• Pressman, N.E.P. (1996). Sustainable winter cities: future directions for planning, policy and design. Atmospheric Environment, 30(3), 521-529.
• Revi, A., Satterthwaite, D. E., Aragón-Durand, F., Corfee-Morlot, J., Kiunsi, R. B. R., Pelling, M., Roberts, D. C. & Solecki, W. (2014). Urban areas.
• Climate change 2014: Impacts, adaptation, and vulnerability. Part A: Global and sectoral aspects. contribution of working group II to the fifth assessment report of the ıntergovernmental panel on climate change. Cambridge University Press, 535-612.
• Somuncu, D.H. (2021). Kentsel ısı adası etkisinin yerel iklim bölgeleri sınıflandırma sistemi kullanılarak irdelenmesi: Ankara kent merkezi örneği. [Doktora Tezi]. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Soysal, S. (2008). Konut Binalarında Tasarım Parametreleri ile Enerji Tüketim İlişkisi. [Yüksek Lisans Tezi]. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Tandoğan, O. & Şişman, E.E. (2018). Yaşanabilir kış kentleri için kamusal açık mekân tasarımı ve bitkisel tasarım. Megaron, 13(2), 334-346.
• Toy, S., & Eren, Z. (2023). Türkiye’de kentlerin iklim dirençliliğini arttırmak için kentsel özelliklerin parametre haline getirilmesine yönelik öneriler. Çevre Şehir ve İklim Dergisi, 2(4), 324-347. https://dergipark.org.tr/tr/pub/csid/issue/79302/1294910#article_cite
• Toy, S., & Yılmaz, S. (2011). Peyzaj tasarımında biyoklimatik konfor ve yaşam mekânları için önemi/Bioclimatic comfort in landscape design and its importance for living areas. Journal of the Faculty of Agriculture, 40(1), 133-139.
• Uğur, A. & Aliağaoğlu, A. (2020). Şehir coğrafyası: Türkiye’de şehir coğrafyasının gelişimi. Doğu Coğrafya Dergisi, 25(44), 46-60.
• UN DESA. (2018). 2018 revision of the world urbanization prospects published by the population division of the united nations department of economic and social affairs (UN DESA). News. https://www.un.org/development/desa/en/news/population/2018-revision-of-world-urbanization-prospects.html
• Uncu, B.A. (2019). İklim için kentler: Yerel yönetimlerde iklim eylem planı. 350turkiye. https://iklimicinkentler.org/files/2019/05/350_ booklet_2.pdf United Nations. (2018). World urbanization prospects 2018. https://population.un.org/wup/Publications/Files/WUP2018-KeyFacts.pdf.
• Urbansystems. (2000). Winter city design guidelines for Fort St. John, Canada. https://www.wintercities.com/Resources/Fort%20St.John%20Winter%20Cities%20guidelines.pdf
• Ünsal M., Binekoğlu, M.R. & Özkan, H.U. (2018, December 12). Biyoklimatik konforun peyzaj mimarlığındaki rolü. https://www.emaze.com/@ACWTOOTC
• Vivitoli, D. Weingartner, R. & Messerli, B. (2004). Assesing the hydrological significance of the world’s mountains. Mountain Research and Development, 23(1), 32-42.
• WCE. (2016). Edmonton winter design guidelines. Transforming Edmonton into a Great Winter City. Winter City Edmonton. https://www.edmonton.ca/public-files/assets/document?path=PDF/WinterCityDesignGuidelines_draft.pdf
• Yavaş, M. (2019). İklim duyarlı kent planlama stratejileri: Erzurum kenti örneği. [Yüksek Lisans Tezi]. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
• Yavaş, M., Dursun, D. & Toy, S. (2023). Simulating the effect of urban sprawl on air quality and outdoor human thermal comfort in a cold city. Environmental Monitoring and Assessment, 195(11), 12-76.
• Yilmaz, A. M. (2020). Dış mekân tasarımında biyoklimatik parametrelerin etkisi Yalova örneği. [Yüksek Lisans Tezi]. Gebze Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gebze.